Sodyum benzoat asidik koşullar altında en etkilidir (pH 4,5'in altında). Asidik ortamda aktif formu olan benzoik asite dönüşür. Benzoik asit mikrobiyal hücrelere nüfuz edebilir. Hücrelerin içindeki nötr ortamda, iç kısmı iyonize edip asitlendirerek besin emilimini ve enzim fonksiyonunu bozar, böylece mikrobiyal büyümeyi engeller.
